[發明專利]主動轉向系統變傳動比的控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201310015026.9
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103057585A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 趙萬忠;張宗強;王春燕;趙婷
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B62D113/00;B62D101/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明公開了主動轉向系統變傳動比的控制裝置及控制方法，屬于轉向系統控制的技術領域。

背景技術

作為極其富有發展前途的主動轉向系統，它保證了轉向的輕便性，同時令駕駛員得到滿意的轉向路感。目前，國內外電動助力轉向系統大多數采用固定傳動比，對于液壓助力轉向的確做出了巨大的改性，它避免了傳統的液壓助力轉向系統所提供的轉向助力大小不能隨車速的提高而改變的缺點。這樣就使得車輛在低速時具有良好的轉向輕便性，在高速時，駕駛員獲得顯著的“路感”，降低了高速行駛時的車輛穩定性和駕駛員的安全感。然而汽車行駛過程中會出現很多的復雜情況并且汽車的行駛路況也是復雜多變的。固定傳動比不利于改變轉向系統的性能：在低速下容易出現轉向盤偏沉；而在高速下，容易出現轉向過度等危險工況，汽車的操縱穩定性存在隱患。

最近幾年，國內外掀起了對變傳動比功能的電動助力轉向系統研究的熱潮，這相對于固定傳動比已經做出了很大的進步。但是傳動比控制僅僅通過車速信號來調整汽車的傳動比，完全忽略方向盤轉速和方向盤轉角加速度對轉向系統操縱穩定性的影響，同時因為汽車行駛的路況是及其復雜的，不能僅僅通過汽車自身的車速和方向盤轉角決定傳動比，沒有考慮一旦汽車的穩定性出現異常時對傳動比如何修正。汽車的操縱穩定性不同時，汽車傳動比控制所需考慮的因素有很大的差別。因此，必須根據汽車的操縱穩定狀況的不同提出不同的傳動比修正方案，減少這些缺陷所帶來的一些安全隱患。

由于汽車行駛工況十分復雜,?其車載傳感器的測量精度、生產成本等多方面的因素,?很多車輛狀態變量都無法準確、可靠地通過傳感器獲得;?同時現有的車載傳感器也存在著標定誤差和漂移誤差,?這些問題限制了汽車主動轉向系統變傳動比控制的進一步發展。但是汽車橫擺角速度作為汽車操縱穩定的重要指標，在對汽車操縱穩定的評價和汽車傳動比的控制等方面都起著至關重要的作用。為此，完全有必要利用新的控制方法，來估測汽車的橫擺角速度，減少車載傳感器的使用，提高橫擺角速度信號的可靠性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供了主動轉向系統變傳動比的控制裝置及控制方法。

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：

???????主動轉向系統變傳動比的控制裝置，包括常規傳動比控制模塊、PID控制器、轉角電機、電流檢測器、第一累加器、第二累加器、第一傳動比修正模塊、第二傳動比修正模塊、開關選擇器、橫擺角速度狀態觀測器；其中：

???????所述常規傳動比控制模塊第一輸入端接車速傳感器，第二輸入端接方向盤轉角傳感器，輸出端接第一累加器第一輸入端；

???????所述橫擺角速度狀態觀測器第一輸入端接車速傳感器，第二輸入端接前輪轉角傳感器；

???????所述開關選擇器第一輸入端接側傾角傳感器，第二輸入端接所述橫擺角速度狀態觀測器輸出端；

???????所述第一傳動比修正模塊控制端接所述開關選擇器輸出端，第一輸入端接方向盤轉速傳感器，第二輸入端接方向盤轉角加速度傳感器，輸出端接所述第一累加器的第二輸入端；

所述第二傳動比修正模塊控制端接所述開關選擇器輸出端，第一輸入端接側傾角傳感器，第二輸入端接所述橫擺角速度狀態觀測器輸出端，輸出端接所述第一累加器第二輸入端；

???????所述電流檢測器輸入端接所述轉角電機輸出端，輸出端接所述第一累加器第三輸入端；

???????所述PID控制器輸入端接所述第一累加器輸出端，輸出端接所述轉角電機輸入端；

???????所述第二累加器第一輸入端接轉角電機輸出端，第二輸入端接齒輪傳動機構輸出端，輸出端接齒輪齒條轉向器輸入端。

所述主動轉向系統變傳動比的控制裝置還包括車速信號濾波器、前輪轉角信號濾波器；

其中：所述車速信號濾波器輸入端接車速傳感器，輸出端接所述橫擺角速度狀態觀測器第一輸入端；所述前輪轉角信號濾波器的輸入端接前輪轉角傳感器，輸出端接所述橫擺角速度狀態觀測器第二輸入端。

主動轉向系統變傳動比的控制方法，包括如下步驟：

步驟1，構建所述的主動轉向系統變傳動比控制裝置；

步驟2，駕駛員給主動轉向系統的方向盤施加轉角力矩；

步驟3，常規傳動比模塊根據車速傳感器測得的車速信號、方向盤轉角傳感器測得的方向盤轉角信號，得到理想的轉角電機輸出電流信號；